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浅谈煤化工装置煤浆切断阀的选型

1.概述

水煤浆是20世纪70年代兴起的一种煤基液体燃料.它主要由煤、水和化学添加剂按一定要求组成。它具有流动性好、稳定性好、易储存、可雾化燃烧等优点,是一种价格低廉、燃烧效率高、污染小的清洁燃料,可以代替重油缓解能源短缺的安全问题。煤气化水煤浆由65%左右的煤、34%的水和1%的添加剂组成。正常粘度约为800 m Pa.S,为液相和固体粉末的混合物。固体颗粒、介质中的灰分、硫、生产后产生的灰分和黑灰水对管道具有较强的侵蚀作用,管道内衬的耐磨性较高,而用于介质控制的阀门性能较高。阀门产品不仅要满足可靠性和密封性的要求,还要具备耐磨、耐腐蚀、耐冲刷、抗结垢、快速开合、高频运行等要求,才能实现设备的安全可靠运行。

现在的煤化工装置,基本每运行3~6个月就需停车检修,关键控制阀被介质冲刷、淤积垢死,腐蚀等非常严重,不能满足装置长周期稳定运行,是制约装置正常运行的瓶颈设备。

2.水煤浆切断阀工况及主要特点

(1)水煤浆切断阀工况

利用生产工艺用水和边界以外的添加剂,将气化水煤浆按设定的目标稀释到一定浓度,进入粗浆槽进行混合。用粗浆泵对合格的粗浆进行测量,然后进入细磨机进行磨。细磨中的水煤浆浓度约为30≤45%,浆体平均粒径为80~120μm,采用水煤浆截止阀切断磨煤机进料和出料。

(2)水煤浆切断阀的主要特点

a)冲蚀破坏

阀门开启与关闭过程中,阀芯与阀座之间会形成由“不通”到“全通”的不同流通面积,即不同面积的节流口,煤浆在小的节流口会达到相当高的流速。水煤浆是液相和固体粉末二相的混合介质,含有的大量固体介质有较高的硬度,其在高流速下冲蚀破坏力很大。要求阀门具有耐冲刷、耐磨蚀能力。

b)淤积堵塞

煤浆中含有大量的固体颗粒,流动性较差,会在死角及封闭的阀腔中淤积,所以要求阀内腔及流道流线化设计,通畅无死角;

表1

煤浆很细,能渗入阀芯导向及传动轴间隙,可导致阀芯与传动轴卡死。要求阀门具有有效防尘能力。

c)粘结积垢

煤浆有一定的附着粘结力,会在阀芯与阀座的密封面上形成积垢,造成阀芯阀座配合运行中密封副擦伤,泄漏超标;也会增大启闭阻力,造成阀门卡阻甚至无法开关。要求阀门具有自动清除积垢能力。

3.阀门技术方案

选型表(表1):

全径设计,不小于连接管道内径,与管道连接顺畅,无死角关闭;

除了能够承受最大压差下的工作扭矩外,还考虑到阀杆的最小截面,以满足煤泥水介质产生的附加扭矩和运行机构的最大输出扭矩。阀杆的最小截面设计为最大工作扭矩的两倍以上,阀杆的最弱部分位于阀体外面;

球阀座采用2205双相不锈钢制成,性能明显优于SS 316,提高了球头的耐磨性、耐磨性和耐蚀性,球口的磨削处理能有效地降低球口的应力集中和冲蚀磨损。

阀盖结构宽、密实,密封面比传统球阀宽,可有效避免因小擦伤而在密封面上形成泄漏通道,使用寿命长;

与传统的圆柱弹簧和圆盘弹簧相比,封闭式氟涂层弹簧腔结构没有间隙腔,完全实现了弹簧与介质的隔离,保证了弹簧继续提供密封力而不失效;

一个稳定的支撑结构,连接到致动器上对阀体起作用,执行器的力不会对包装盒结构产生影响,避免了传统的支撑装置安装在填料信中,执行机构的力通过支架转移到填充字母上的风险,导致填料螺栓断裂和内部部件飞行;


标签:煤浆切断阀 

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